57

INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

  • Upload
    others

  • View
    2

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi
Page 2: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi
Page 3: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

2

INNHOLDSFORTEGNELSE

1 Innledning ........................................................................................................................... 3

2 Generelt ........................................................................................................................... 4

3 Trafikk ........................................................................................................................... 5 3.1 Generelt ........................................................................................................................... 5 3.2 Ringtrykk .......................................................................................................................... 7 3.3 Piggdekkslitasje ................................................................................................................ 9

4 Klima ......................................................................................................................... 12 4.1 Generelt ......................................................................................................................... 12 4.2 Asfaltmaterialer .............................................................................................................. 13

4.2.1 Generelt ........................................................................................................... 13 4.2.2 Vannpåvirkning ............................................................................................... 14 4.2.3 Temperaturens påvirkning .............................................................................. 16

4.3 Grusdekker ..................................................................................................................... 17

5 Materialegenskaper ............................................................................................................. 20

6 Dreneringsforhold ................................................................................................................ 23

7 Teleproblematikk ................................................................................................................. 27

8 Gjenbruk ......................................................................................................................... 31

9 Tverrprofilutforming ........................................................................................................... 35

10 Modeller for tilstandsutvikling og dimensjonering .......................................................... 38

11 Utbedrings-/forsterkningstiltak .......................................................................................... 41 11.1 Generelt ......................................................................................................................... 41 11.2 Asfalterte veger .............................................................................................................. 42

11.2.1 Erfaringer fra fylkene; Nordland, Nord- og Sør-Trøndelag ............................ 42 11.2.2 Bitumenstabilisering med fres ......................................................................... 44

11.3 Veger på myr .................................................................................................................. 47 11.4 Grusveger ....................................................................................................................... 49

12 Oppsummering ..................................................................................................................... 54

13 Referanser ......................................................................................................................... 55

Page 4: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

3

1 Innledning Vägverket Region Mitt og Statens vegvesen med distriktsvegkontorene i Nord- og Sør-Trøndelag, samt Vegdirektoratet (Tek-T), gjennomfører i felleskap et INTERREG-prosjekt. Dette prosjektet gjennomføres i perioden 2008-2010 og har som hovedmålsetting å legge grunnlag for et mer funksjonelt vegnett i øst-vest-retning. Vegnettet er den viktigste delen av infrastrukturen i denne regionen, og er av stor betydning for turisme- og primærnæringen. Gjennom dette prosjektet ønskes spesielt å bidra til INTERREG-prosjektets effektmål: ”Ökad tillgänglighet till och innom regionen, dvs. infrastruktur och undanröjande av gränshinder”. I denne rapporten er det foretatt en vurdering av ulike faktorers betydning for bæreevnen. Det er også foretatt en sammenstilling av aktuelle metoder for tilstandsvurdering og metoder for oppgradering og forsterkning. Vurderingene er basert på gjennomgang av utvalgt litteratur.

Page 5: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

4

2 Generelt For en vegkonstruksjon vil det være en rekke faktorer som påvirker levetiden og funksjonaliteten. Dette er ofte faktorer som i større og mindre grad samvirker og skaper komplekse utfordringer når det gjelder å forstå en vegkonstruksjons egenskaper og virkemåte. Viktige faktorer som vil kunne påvirke levetiden og funksjonen til en vegkonstruksjon er:

- Trafikkbelastning - Materialegenskaper for de ulike lag i konstruksjonen - Klimatiske forhold som nedbør og temperatur - Topografiske forhold - Grunnforhold - Dimensjoneringsmetoder - Dreneringsforhold (åpen/lukket drenering) - Tverrprofilutforming

Egenskapene vil også kunne endre seg mye fra en årstid til en annen.

Page 6: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

5

3 Trafikk

3.1 Generelt På høytrafikkerte veger vil trafikkbelastningen være avgjørende for levetiden til en vegkonstruksjon. For et asfaltdekke på en høytrafikkert veg vil spordannelse som følge av plastiske deformasjoner og piggdekkslitasje ofte være avgjørende for når tiltak på asfaltdekke må gjennomføres. For lavtrafikkerte veger vil ofte andre forhold ha større betydning for nedbrytningen, men også her vil trafikklaster kunne påføre vegkonstruksjonen store deformasjoner og skader under ugunstige forhold. En vurdering av nedbrytningsfaktorer er gjennomført på bakgrunn av oppfølging av ulike vegstrekninger i Canada [20]. Tilgjengelige data for disse strekningene er en kombinasjon av både trafikkbelastning og klimatiske faktorer. De klimatiske effekter er ”fjernet” ved å benytte teoretisk simulering. Følgende skadetyper er vurdert:

• Spordannelse (inkluderer stabilitet, slitasje og strukturell deformasjon) (Ru) • Utmatting (Fa) • Jevnhet (Ro) • Langsgående oppsprekking utenfor hjulspor (LC) • Tversgående sprekker (TC)

De tre første skadetypene er antatt å skyldes en kombinasjon av trafikk- og klimabelastning. De to siste antas i hovedsak å skyldes klimatiske forhold. Simulering av spordannelse og utmatting er utført ved hjelp av Alaska Flexible Pavement Design (AKFPD) programvare. Resultatene fra simuleringen er skjematisk vist i figur 1, hvor nedbrytningen framstilles med og uten klimatisk påvirkning.

Figur 1 Skjematisk illustrasjon av nedbrytning med og uten klimaeffekter [20] Basert på resultatene fra undersøkelsen er det foreslått indekser som angir andel av nedbrytningen av vegdekkene under ulike forhold som skyldes trafikk i Canada. Disse er vist i tabell 1.

Page 7: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

6

Tabell 1 Foreslåtte indekser for trafikkrelatert nedbrytning av fleksible dekker i Canada [20]

Lastvirkningen fra trafikklastene vil avta nedover i en vegkonstruksjon. Det er gjennomført en undersøkelse av betydningen for tykkelsen av et asfaltlag og lastvirkningen nedover i konstruksjonen [16]. Figur 2 viser hvordan trafikklastvirkningen avtar nedover i konstruksjonen avhengig av tykkelsen til bituminøse lag.

Figur 2 Lastvirkning som funksjon av tykkelse av bituminøse lag og dybde i konstruksjonen [16]

Page 8: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

7

Trafikkrelatert påvirkning vil også blant annet være avhengig av trafikksammensetning, maksimale trafikklaster og andel kjøretøy med piggdekk. I det følgende gis en kort omtale av ringtrykk og piggdekkslitasje.

3.2 Ringtrykk I [8] er det beskrevet en studie av effekter av systemer for tilpassing av lufttrykk i dekk. Høyt dekktrykk går liten kontaktflate mot vegen og dermed stor belastning på vegen, mens lavt luftrykk gir motsatt effekt, som vist i figur 3.

Figur 3 Lastvirkning mot vegbanen med forskjellig ringtrykk [8] Et system med tilpassing av lufttrykk i dekk synes å ha positive effekter både for brukere og eiere av vegnettet. I tabell 2 er det gitt noen omtaler fra brukere, mens det i tabell 3 er vist noen erfaringer fra vegeiere.

Page 9: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

8

Tabell 2 Vurdering av effekter for brukere [8]

Page 10: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

9

Tabell 3 Vurdering av effekter for vegnettet [8]

3.3 Piggdekkslitasje Ved VTI i Sverige er det utviklet en prognosemodell som beskriver piggdekktrafikkens slitasje på asfaltdekker med fokus på spordannelse, tverrprofil og årskostnader [9]. I den første modellen (1997) begrenses anvendelsen til ABT (Ab-masser) og ABS (Ska-masser). I den siste versjonen, fra 2006, er modellen utvidet til å gjelde 2+1 (kjørefelt) veger og veger med ekstremt smale kjørefelt. Modellen er ikke anvendbar på drensasfalt, da disse har vist seg, foruten slitasje, også å ha problemer med at stein løsner fra overflaten og gir en akselerert spordannelse. Modellen har følgende anvendelsesområder:

• Teknisk og økonomisk beslutningsstøtte ved valg av dekketyper, krav til materialegenskaper osv på enkelt prosjekter.

• Vurdere tekniske/økonomiske effekter på vegnettsnivå avhengig av valgt strategi. • Beregning av levetid før neste tiltak. Ettersom modellen skal kunne benyttes for å

vurdere levetid, fram til største tillatte spordybde, kan den også benyttes som et hjelpemiddel ved planlegging og prioritering av dekketiltak.

• Planlegge og styre trafikken sidelengs. På veger hvor spor oppstår er det mulig å forlenge levetiden av slitelaget ved å flytte kantlinjene og dermed flytte trafikken sidevegs.

• Beregne hvor mye asfaltmasse som slites bort av et kjøretøy med piggdekk pr. km veg. • Beregne mengde bortslitt asfaltmateriale pr 100 m veg og år. • Beregne bortslitt asfaltmengde over levetiden. • Beregning av årskostnader pga piggdekkslitasje. Ved å gi inn opplysninger om

materialpriser kan modellen benyttes til å vurdere om det lønner seg å transportere et høykvalitet steinmaterial i stedet for å benytte et billigere steinmaterial som er tilgjengelig lokalt.

• Ett pedagogisk verktøy om hvordan ulike faktorer påvirker slitasjen og fordelingen over kjørefeltsbredden.

Metoden består av tre deler:

• En modell som beregner slitasjen pr kjøretøy med piggdekk. • En modell som beregner hvordan slitasjen fordeler seg over tverrprofilet. • En modell som beregner årskostnader ut fra anvendt material og beregnet levetid.

Page 11: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

10

I figur 4 er parametrene som inngår i den modellen som beregner slitasjen vist.

igur 4 Prognosemodell for slitasjedata [9]

4). I figur 5 er det vist resultater etter slitasje på våte og tørre dekker i VTI in ringbanemaskin.

F Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi lengre perioder med våt og bar vegbane og vil dermed slites mer enn en veg som ikke saltes (korreksjonsfaktoren som benyttes er den samme som er angitt i VÄG 9s

re modellen beskriver dekkets slitasjeegenskaper og de parametrene som inngår er vist i gur 6.

Figur 5 Forskjell i slitasje på våt og tørr kjørebane [9] Den andfi

Page 12: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

11

Figur 6 Materialdata for beregning av slitasje [9] I den tredje modellen beregnes material- og produksjonskostnader som vist i figur 7.

Figur 7 Material- og produksjonskostnader [9]

Page 13: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

12

4 Klima

4.1 Generelt Materialer som benyttes i vegbygging påvirkes i stor grad av klimaet de blir utsatt for. Når klimaet endrer seg vil også materialene vi bygger med endre oppførsel. I hvilken retning endringene skjer er ikke bestandig opplagt. Temperaturøkning om sommeren vil være ugunstig for asfaltmaterialer, mens temperaturøkning om vinteren vil kunne slå ut i positiv retning. Det har i lengre tid vært fokus på klimaets betydning for nedbrytning av vegnettet. Hudson og Flanagan [19] beskriver en undersøkelse hvor det er sett på effekter av trafikk og klimaforhold. Forsøksstrekninger som var lokalisert på 14 forskjellige steder i USA var undersøkt. På hvert sted er det to strekninger om har vært fulgt opp, hvor den ene har vært utsatt for trafikk, mens den andre ikke har vært åpnet for trafikk og dermed bare vært utsatt for klimapåkjenning. De viktigste miljøeffekter hevdes å være effekter av fukt og temperaturer. Fukt i vegkonstruksjonen hevdes å forårsake problemer som oksidasjon, teleproblemer, svekkelse av underliggende lag, volum endring, instabilitet og spenninger, mens temperaturendringer forårsaker spenningsendringer i dekket som følge av sammentrekninger og utvidelser. Bruk av dårlige materialer og dårlig kvalitetskontroll under produksjon hevdes også å være en viktig årsak til redusert levetid av et dekke. Det framheves to trender fra undersøkelsen:

• Skadeutviklingen er større på strekninger med trafikk • Det var skadeutvikling på strekninger som ikke var trafikkert, men effekten av

klimapåvirkning er forskjellig mellom ulike klimaregioner. En viktig konklusjon er at nedbrytningseffekten er proporsjonal med tøffere klimaområder (med frost og fryse/tine sykluser). Matter og Farouki [11] beskriver en undersøkelse hvor det er sett på effekten av temperatur, fuktighet og deres variasjoner over året. Det er fulgt opp en del vegstrekninger som representerer forskjellige vegkonstruksjoner. I disse er det plassert temperaturfølere og fuktighetsmålere i forskjellige lag. Meteorologiske data ble samlet inn fra nærliggende stasjoner. Strekningene ble fulgt opp med månedlige målinger. Konklusjonene fra undersøkelsen er blant annet:

• Det er signifikante sesongmessige variasjoner i vegenes bæreevne. Disse hevdes å skyldes temperaturvariasjoner og fuktighetsendringer i de ulike lag. Mens fuktighetsinnholdet i undergrunnen var antatt å være relativt konstant, så ble det funnet at det var relativt store variasjoner i fuktighetsnivået i vegkonstruksjonen, noe som påvirket styrken til konstruksjonen i betydelig grad.

• Effekten av sesongmessige variasjoner varierte mellom vegstrekninger. Effekten av temperatur og fuktighet kunne i flere tilfeller virke i motsatt retning.

I [1] hevdes det at klima er ikke en viktig parameter i det norske dimensjoneringssystemet beskrevet i Håndbok 018 [27]. Materialvalg og bestemmelse av lagtykkelser er uavhengig av klimaforskjeller mellom landsdeler med unntak av frostdimensjoneringen som bestemmes ved hjelp av kommunevise tabeller med frostmengde og middeltemperatur. Det er også et sterkt fokus på globale klimaendringer. I [1] er det satt opp en vurdering av hvilke effekter klimaendringer har på ulike vegbyggingsmaterialer, se tabell 4.

Page 14: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

13

Tabell 4 Hv ve at r på klim [1

A r Stabiliserte bærelag

F s U

ordan ulike gbyggingsm erialer bli virket av aendringer ]

sfaltdekke Grusdekker Ubundne bærelag

orsterkninglag ndergrunn

Mildere vintre Lavtemp.-sprekker

Kortere frosset sesong Telehiving Telehiving Telehiving

Varmere somre Deformasjoner Støvproblemer Deformasjoner

O ftere teleløsning Sprekker Bæreevne Framkom-mel het ig

Bæreevne

Flere fryse/tine vekslinger Bestandighet

Mer nedbør B estandighetOppbløtning Erosjon av overflate

Mindre snødekke Piggdekk- slitasje Spor

Økt grunnvann-stand Bæreevne Bæreevne Bæreevne

Økt salting

Piggdekk-slitasje

Økt havvannstand Kan ha betydning loka t havvannstand lt enkelte steder der grunnvannstanden øker pga. øk

M er vind Kan påvirke broer, skiltportaler og lignende

Flom Kan ha stor betydning lokalt med materialer ol. utvasking av

Liten betydning Positiv betydning Negativ

betydning Usikker betydning

4.2 Asfaltmaterialer

es

ndne

om viser hvor stor andel som skyldes klimafaktorer og hvor stor andel som kyldes trafikklaster.

4.2.1 Generelt Det hevdes at klimafaktorer er en viktig årsak til nedbrytning av vegdekker i Canada [20]. De viktigste hevdes å være temperaturforhold, fryse/tinesykluser og fuktighet. Disse faktorene hevdogså å intensivere nedbrytningen i kombinasjon med tunge trafikklaster. I [20] er det forsøkt å vurdere graden av nedbrytningen for forskjellige vegklasser og klimaforhold. De viktigste klimatiske faktorer som påvirker nedbrytningen er termisk kontraksjon og oppsprekking i bulag, volumendringer forårsaket av telehiv og svekket bæreevne pga teleløsning. Disse faktorene reduserer både de funksjonelle og strukturelle egenskapene til vegdekkene. Som en del av prosjektet er det gjennomført en litteraturundersøkelse om klimafaktorers betydning for nedbrytningen av veger. I tabell 5 er det vist en sammenstilling av resultatene fra denne undersøkelsen ss

Page 15: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

14

Tabell 5 Sammenstilling av hvor stor andel av nedbrytningen av asfaltdekkene som skyldes klimatiske faktorer [20]

4.2.2 Vannpåvirkning I en rapport fra VTI [12] er det undersøkt vannfølsomhet for asfaltdekker i Sverige. Her hevdes det at vannfølsomheten synes å være mest avhengig av hvilken type steinmaterial som benyttes og i mindre grad avhengig av bindemiddelet. Det finnes noen eksempel på at noen bindemidler har god vedheft mot steinmaterial som ellers kan være problematiske. For steinmaterialer har flere undersøkelser forsøkt å forklare forskjellene i vedheft ut fra materialets syre/base egenskaper, kjemisk sammensetning, mineralogisk sammensetning, overflatestruktur, overflatespenning og overflateenergi. Ingen av de eksisterende forklaringsmodellene hevdes å kunne prediktere vedheftsegenskapene.

Page 16: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

15

En rask oversikt over hva som blir undersøkt for varme produksjoner i Norge oppsummeres kort

teinmaterialer (grovt): Behov for vedheftningsmiddel vurderes etter laboratorieprøving med

teinmaterialer (fint): Vannfølsomhet undersøkes vanligvis med en koketest (fram til 1990 ble g.

indemiddel/vedheftningsmidler: Effekt og dosering av vedheftningsmiddel vurderes med

ITSR) gjøres hvis det r spesielt ønske om det. Koketest utføres også ved behov. Cantabro-test på vannlagrede sfaltprøver ser ut til å gi ”fornuftige” verdier, men er foreløpig lite brukt.

ne et er gjennomført

tmatningsundersøkelser ved hjelp av wheel-track og parallelle undersøkelser av utvikling av av vinterkondisjonering.

vist i figur 8. . Propagering av sprekken skjer raskere i nærvær av vann for massen med glimmerholdig

igur 8 Initiell tøyning i underkant av asfaltplaten for massetype A og B (med glimmer) for

som følger [12]: Srulleflaskemetoden. Petrografisk karakterisering utføres. Sogså Riedel koketest benyttet). Ved behov undersøkes glimmerinnhold i en visuell vurderin Brulleflaskemetoden. Asfaltblanding: Undersøkelse av vannfølsomhet med spaltestrekkprøving (ea I en svensk undersøkelse er det sett på hvordan nærvær av vann påvirker utmatningsegenskapetil to typer bærelag av bituminøse masser (AG16) [13]. Dustivhetsmodulen ved simulering Konklusjonene i prosjektet er:

1. Stivhetsmodellen synker noe raskere for materialet som har høyere innhold av glimmer i mørtelfasen.

2. Nærvær av vann gjør at den initiale sprekkedannelsen skjer raskere enn om materialet er tørt som

3mørtel.

Ftørre og våte prøver [13]

Page 17: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

16

For det lavtrafikkerte vegnettet, som i mange tilfeller har bære- og forsterkningslag som er rike på finstoff, kan vi oppleve en betydelig svekkelse som konsekvens av økt tilførsel av vann. I mange tilfeller vil asfaltdekkene ha en betydelig permeabilitet på grunn av oppsprekking slik at vann kan trenge gjennom og ned i bære- og forsterkningslag [14]. I tillegg til vanntilførsel gjennom asfalten

og bli presset/sugd inn fra grunnvannspeilet under vegen.

uo, Meier og Drumm [15] beskriver en undersøkelse der det er sett på hvordan bruk av

vil vann trenge inn fra sidene av vegen

4.2.3 Temperaturens påvirkning Zforskjellige middeltemperaturer påvirker levetidsberegningen av et asfaltdekke. Figur 9 viser skjematisk hvordan levetiden er beregnet.

Temperaturavhengigheten menhengen fra 1993 ASHTO Guide for Design of Pavement Structures:

Log(EAC) = 6.451235 – 0.000164671T

Figur 9 Skjematisk beregning av levetid for asfaltdekke [15]

for et asfaltdekke er beregnet ved bruk av sam

A

1.92544

Page 18: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

17

hvor EAC er dynamisk e-modul for asfalt i pund pr kvadrat tomme og T er temperatur i asfalten i Fahrenheit. En utmatnings- og en sporutviklingsmodell ble benyttet til å beregne levetiden av dekkene.

ver. enne undersøkelsen viser at ved bruk av middeltemperatur

ver en måned og uniform trafikkfordeling så gir dette en overestimert levetid på 50 %. Det

av

t gjør at en modellering av styrken til et asfaltdekke il være komplekst. Det er utarbeidet modeller for beregning av temperaturen i et lag med sfaltert materiale, og det er estimert sammenhenger mellom stivhet og temperaturer for et typisk

Modellene inngår begge i den 9. utgave av The Asphalt Institute`s Thickness Design Manual og det henvises til denne for detaljer. Resultatene fra [15] viser at estimert levetid øker med lengden middeltemperaturen måles oModellene og parametrene benyttet i doanbefales derfor å vurdere kostnadene ved å benytte materialer med høyere kvalitet samt å kalkulere en mer ”troverdig” levetid. Asfaltmateriale er temperaturfølsomt. En dobling av temperaturen kan føre til en reduksjonstyrken til en 1/10-del. Store temperaturvariasjoner i løpet av ett døgn, og fra måned til måned, med samtidig temperaturgradienter i asfaltlagevabituminøst materiale som vist i figur 10 [16].

[16]

dekke være et godt lternativ [17]. I dette kapitlet er det fokusert på selve slitelaget av grus.

limatiske forhold. De viktigste klimaparametrene om påvirker et grusdekke, og de tilhørende skadene, er beskrevet i tabell 6.

Figur 10 Sammenheng mellom stivhet og temperatur for et typisk bituminøst materiale

4.3 Grusdekker Norge og Sverige har et betydelig antall grusveger som utgjør en viktig del av vegnettet. Et grusdekke er et rimelig dekke og med gode materialer og lav trafikk kan grusaGrusdekker er i særlig stor grad påvirket av ks

Page 19: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

18

Tabell 6 Hvordan blir grusdekker påvirket av klimaparametere [1]

Klimaparametere Skademekanismer Nedbør Mye nedbør fører til utvasking av materiale og dannelse av ujevn

hull/vaskebrett. Uttørking pga lite nedbør om sommeren fører til heter og

støvproduksjon og tap av bindmateriale. Temperatur vinter Frossen veg har god bæreevne og holder seg godt. Milde vintre kombinert

med mye nedbør gir rask nedbrytning av grusdekket. Temperatur sommer Høy temperatur øker tendensen til uttørking og støvproduksjon. Teleløsninger vne og

vil bli stående i vegen med redusert bæreevne som resultat. I I teleløsningsperioden vil grusveger ofte ha begrenset dreneringsesmeltevann noen tilfeller blir vegen helt uframkommelig.

Fryse/tine vekslinger

Fryse/tine sykluser vil ha en negativ innvirkning på grusdekker. Flere slike sykluser per vinter vil øke tendensen til ujevnheter, hull og vaskebrett.

Simonsen [26] har undersøkt resilientmodulen for et materiale i tint og frosset tilstand i figur 11. Figuren viser tydelig at forskjellen i stivhet målt i laboratoriet øker fra 50-100 MPa til godt over 1000 MPa for et grusmateriale.

igur 11 Elastisk stivhet for materialer i frossen og tint tilstand [26] F

Page 20: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

19

Page 21: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

20

5 Materialegenskaper En vegkonstruksjon skal ha nødvendig styrke til å bære trafikklaster samtidig somskal kunne motstå klimatiske påkjenninger. Type material og materialsammensetning vil kunne ha stor betydning for vegkonstruksjonens funksjon. I en doktorgradsstudie av Uthus [21gjennomført en undersøkelse som viser hvordan motstanden for et materiale med relativt mfinstoff går betydelig ned når metningsgraden øker, se figur 12.

at den også

] er det ye

Figur 12 Motstand mot permanent deformasjon for materialer med mye finstoff [21] Figur 13 viser et eksempel på et materiale med høy andel glimmer og forholdsvis mye finstoff [21]. Som vi kan se er det en redusert stivhet for det høyeste vanninnholdet.

Page 22: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

21

igur13 Effekt av vanninnhold for en gneis med mye glimmer [21]

igur 14 viser tydelig at deformasjonsutviklingen blir betydelig større ved høyere vanninnhold for t undergrunnsmateriale med betydelig mengde finstoff.

F Fe

Figur 14 Effekt av vanninnhold på undergrunnsmateriale [23]

Page 23: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

22

Dawson 22 har vurdert faktorer som påvirker utrekkes fram som en meget v

[ ] bundne materialer, se tabell 7. Vanninnhold iktig faktor som påvirker i negativ retning.

Tabell 7 Viktige faktorer som påvirker ubundne materialer [22]

Page 24: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

23

6 Dreneringsforhold Velfungerende drenering av vegkonstruksjonen har stor betydning for vegens bæreevne og

roblemet. Vanlige vre side som

tilstand. I Roadex-prosjektet [18] er det blant annet sett på dreneringsproblemer for veger som ligger i skjæring. Det ble imidlertid ikke funnet noen gode løsninger for dette pskader som ble observert var deformasjoner av skulder og spordannelser på vegens øvist prinsipielt i figur 15.

Figur 15 Problem med drenering i skrånende terreng [19] I COST (European COoperation in the field of Scientific and Technical Research) [34] er det utført et arbeid hvor flere land i Europa har samarbeidet. I dette samarbeidet er det fokusert på:

I. Vann i vegkonstruksjonen og underliggende lag. II. Vann fra overflaten og ned til grunnvannsspeilet

III. Vann i vegen og grunnen mellom vegens sidekanter. I innledningen til [34] er det referert til den amerikanske ingeniøren Arthur Cedergren som uttalte;

there are three things that a road requires – drainage, dranage and more drainage” . il vegkonstruksjonens oppbygging kan det generelt sies at undergrunnen og de nederste ubundne

a trafikk. Ved store deformasjoner av de øvre

nn som

”Tlag skal ha nødvendig bæreevne for lastvirkning fra de overliggende lag slik at disse ikke deformeres for mye under lastpåvirkning frstabiliserte lag kan dette igjen føre til utmatningsoppsprekking av disse. De øvre lag må være tykke nok slik at de kan spre lasten over de underliggende lag slik at disse ikke blir utsatt for for store spenninger. Det er også viktig at dreneringen fungerer slik at det ikke blir stående vavist i figur 16.

Figur 16 Vann som står i underliggende lag forårsaker sviktende bæreevne og

deformasjoner [34]

Page 25: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

24

Vann kan trenge inn i en vegkonstruksjon på flere ulike måter, se figur 17.

materiale

De mest vanlige er: • Innsiging fra høyereliggende partier. Dette vil være avhengig av permeabiliteten til

jordmaterialet og hydraulisk gradient. • Nivået på grunnvannsspeilet. Dette vil være avhengig av de klimatiske forhold. Mye regn

vil gi en heving mens lange tørkeperioder vil gi en senkning av nivået. • Inntregning av vann gjennom sprekker i vegdekket. Dette kan føre til høye

konsentrasjoner av vann lokalt, noe som kan føre til utvikling av store skader ved trafikkbelastning og ved fryse-/tinesykler.

• Infiltrering gjennom skulder. Spesielt når skuldermaterialet består av permeabelt og skulderen er deformert slik at vannet ikke renner av, men blir stående i skulderpartiet.

over ett eller flere g

rdan vanninnholdet påvirker de to konstruksjonene kan kort oppsummeres som følger: I. Konstruksjon av tynne bituminøse lag: I denne konstruksjonstypen er spenningene fra

trafikklastene overført til de underliggende granulære lag og undergrunnen. Dette kan føre til permanente deformasjoner av disse lag. Granulære lag og undergrunnen er følsom for endringer i vanninnholdet og bæreevnen for denne konstruksjonen vil derfor kunne bli vesentlig redusert ved økning av vanninnholdet. Denne vegtypen er spesielt utsatt for ”kantskader” hvor vannet fra dekkeoverflaten infiltreres ned i konstruksjonen fra kanten på dekket, noe som resulterer i svekket bæreevne ute ved vegkanten. Skadetyper som kan oppstå er spordeformasjoner og oppsprekking av dekket, samt sammenpressing og utglidning av skulder. Lagvis separasjon og avskalling av dekkematerialer, som vist i

Figur 17 Oversikt over hvordan vann kan trenge inn i en vegkonstruksjon [34] Vegkonstruksjonens oppbygging vil ha betydning for sensitiviteten av vanninnholdet [34]. I Norge har vi følgende to hovedstrukturer:

I. Konstruksjon av tynne bituminøse lag, som består av relativt tynne bituminøse lag i toppen over ett eller flere lag av granulære materialer. Dette er en konstruksjonsoppbygging som er vanlig på veger med relativt lite trafikk (utgjør hoveddelen av det norske vegnettet).

II. Konstruksjon med tykke bituminøse lag, som består av et asfaltslitelag bituminøse lag med lag av granulære lag under dette. Dette er en konstruksjonsoppbygginsom benyttes på veger med høyere trafikkbelastning.

voH

Page 26: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

25

figur 18 kan også forekomme. På denne konstruksjonstypen er det meget viktig mdekke og gode dreneringsforhold for å opprettholde bæreevnen og for å unngå skader.

ed tett

[34]

ed i

Figur 18 Separasjon av lag og avskalling av dekkemateriale (utvikling av slaghull)

II. Konstruksjon av tykke bituminøse lag: Denne konstruksjonen er vesentlig stivere enn den med tynne bituminøse lag. Det betyr at de bituminøse lag opptar det meste av spenningene og at relativt små spenninger blir overført til de underliggende granulære lag. Vannfølsomheten og risikoen for deformasjoner i de granulære lag er derfor vesenlig mindre i denne konstruksjonstypen. De viktigste skadeårsakene er oppsprekking pga trafikkinduserte spenninger og bevegelser pga av lave temperaturer og temperaturendringer. Når sprekker oppstår i de bituminøse lag så vil vann infiltrere nkonstruksjonen og føre til en akselerering av nedbrytningen som følge av svekkelse av de underliggende lag og avskalling av materialer i sprekkekanten. Det er derfor viktig at vedlikeholdstiltak utføres når slike skader oppstår.

I en undersøkelse utført ved VTI i Sverige (Wiman, L.) [35] ble en vegkonstruksjon testet ved bruk av HVS-NORDIC. Utstyret er vist i figur 19 og resultatene fra undersøkelsen er vist i figur 20.

Page 27: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

26

Figur 19 HVS-NORDIC utstyr ved VTI i Sverige [35]

n ble så økt fra 60 kN

igur 20 Effekt av vann på sporutvikling i en vegkonstruksjon i Sverige [35]

Ι [34] oppsummeres det med at et velfungerende dreneringssystem er avgjørende for å oppnå lang levetid på en vegkonstruksjon.

Testen ble utført på en konstruksjon med et 49 mm tykt asfaltdekke, bitumenstabilisert bærelagmed tykkelse 89 mm over et sandlag med tykkelse 2,5 m. Som figur 20 viser, er deformasjons gradienten etter 500.000 passeringer 0.88 mm/ 100.000 lastpassering. Lastetil 80 kN og dekktrykket ble økt fra 800 kPa til 1000 kPa. Deformasjonsgradienten økt noe etter dette men bare til 1,03 mm/100.000 lastpassering. Det ble så tilsatt vann til sandlaget. Vann-nivået ble satt til 300 mm under toppen av sandlaget (det høyeste tillatt nivå i hht Svenske spesifikasjoner ved bygging av ny veg). Lasten ble samtidig satt tilbake til 60 kN og dekktrykket redusert til 800 kPa. Deformasjonsgradienten økte nå til 4,16 mm/100.000 lastpassering og de første sprekker i asfaltdekket ble observert.

F

Page 28: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

27

7 Teleproblematikk Telehiving og vannmetting i den påfølgende vårløsningen er et stort problem for mange av de lavtrafikkerte veger i Norden. Flere tunge studier er blitt gjennomført innen dette fagfeltet: Berntsen, 1993 [24], Hermansson, 2002 [25], Simonsen, 1999 [26] og Erlingsson et al., 2003 [14]. Telehiving er avhengig av frost, telefarlige materialer og tilgang på fritt vann. Håndbok 018 [27] setter krav til materialene slik at disse ikke skal være telefarlige, men mye av det eksisterende vegnettet har trolig bære- og forsterkningslag som er rike på finstoff og som gir betydelig telehiving. I [18] hevdes det at teleløsningsproblemer på grusveger er ett av de største problemene man har på vegnettet i Skandinavia fordi dette i verste fall kan føre til at veger kan bli stengt i lengre perioder. Årsaken til dette problemet hevdes å være en blanding av dårlig og frostfølsomt materiale, dårlig dreneringssystem og dårlig konstruksjonsstruktur. Virkningen av telehiving på vegens jevnhet uttrykt ved hjelp av IRI er i figur 21 dokumentert gjennom målinger gjort på en japansk motorveg i nærheten av Hokaido [28]. Som figur 21 viser så er IRI-verdien betydelig større om vinteren der vegen ligger i skjæring.

2.

Figur 21 Forskjell i IRI mellom sommer og vinter for en motorveg ved Hokaido [28] Oppbyggingen av telehiv er prinsipielt vist i figur 2

Page 29: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

28

igur 22 Dannelse av islinser i en vegkonstruksjon [34]

år frosset vann i granulære lag tiner om våren vil det dannes et overskudd av vann som ofte ikke kelse av

som reduserer effektiv spenning mellom teinpartiklene.

Økte vedlikeholdskostnader som følge av skader i teleløsningen er blitt estimert til 25 % av det totale vedlikeholdsbudsjettet i Sverige [26]. Figur 23 og figur 24 viser eksempler på skademekanismer som kan oppstå i teleløsningen

F Nblir drenert vekk fordi underliggende lag er frosset. Dette vil føre til en betydelig svekkonstruksjonens bæreevne med påfølgende skader og deformasjoner. I [18] hevdes det at en sentral faktor som bidrar til deformasjonene er høyt poretrykk i vegbyggingsmaterialet som

rårsakes av dynamiske trafikklaster, noefos

Page 30: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

29

Figur 23 Skademekanisme i teleløsning med vannfølsom og telefarlig undergrunn [26]

[26]

veger basert på har lavere

Figur 24 Skademekanisme ved teleløsning og vannfølsomt bærelag I Norge har Berntsen [24] beregnet bæreevne i teleløsningen for stamoppgravningsregisteret. Figur 25 viser at det er en betydelig andel av vegnettet sombæreevne enn 6 tonn.

Page 31: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

30

[29]

Figur 25 Kritisk teleløsningsbæreevne fra bæreevneregisteret for utvalgte stamveger i trefylker [24]

Til tross for en betydelig reduksjon i bæreevnen ble det på bakgrunn av BUAB-prosjektet besluttet å oppheve telerestriksjonene på hoveddelen av det offentlige vegnettet. Materialer endrer egenskaper igjennom året. Stivhetsegenskaper til granulære materialer er skjematisk vist i figur 26.

Figur 26 Skjematisk oversikt over stivhetene til granulære materialer over året [34]

Page 32: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

31

8 Gjenbruk Statens vegvesen har gjennomført et prosjekt med gjenbruk av ubundet asfaltgranulat [5]. I dette rosjektet er det benyttet gjenvunnet materialer i rene forsøksstrekninger og i permanente

d fallodd

terialer

[36]

pvegkonstruksjoner og disse er fulgt opp med spormåling, densitetsmåling, måling meog/eller platebelastningsmålinger. Resultatene viser at de resirkulerte materialer fungerer minst like bra som jomfruelige manår de legges ut riktig mhp lagtykkelser, vanning og valsing. I Statens vegvesen sitt gjenbruksprosjekt ble det etablert en forsøksstrekning på E6 i Melhus hvor følgende materialer ble undersøkt:

• Gjenbruksbetong (sprengstein i forsterkningslag er erstattet av knust gjenbruksbetong) • Gjenbruksasfalt brukt som forkiling/avretting på toppen av nedre bærelag) • Asfaltdekke med granulert bilgummi (tilsatt inntil 3 % gummipulver) • Skumglass (benyttet til skråningsdrenering og frostisolasjon).

Resultatene fra [36] kan oppsummeres som følger: Gjenbruksbetong: Målinger utført i laboratoriet viser at materialet har gode mekaniske egenskaper. Falloddsmålinger utført i felt viser at strekningene med gjenbruksbetong er langt sterkere enn ordinær overbygning, som også framgår av figur 27.

Figur 27 Resultater falloddsmålinger – deformasjoner for hver enkelt geofon [36] Gjenbruksasfalt: Følgende erfaringer oppsummeres etter bruk av gjenbruksasfalt til forkiling og avretting:

• Den gir ekstra styrke i vegoverbygningen. • Øker lastfordelingskoeffisienten for nedre bærelag og reduserer dermed kravet til tykkelse

av øvre bærelag. • Beskytter nedre bærelag av sortert pukk i anleggsperioden.

Page 33: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

32

• Gir et godt anleggsdekke, som vist i figur 28. • Reduserer støvplager fra anlegget.

Figur 28 Gjenbruksasfalt brukt til forkiling og avretting av nedre bærelag [36] Asfaltdekke med granulert bilgummi: Konklusjonen fra denne undersøkelsen er at bruk av gummigranulat i asfaltdekker vil kunne være et interessant alternativ i områder hvor man normvil velge polymermodifiserte bindemidler.

alt

kumglass: Når det gjelder skumglasspølser brukt som skråningsdrenering så konkluderes det som i strekningen

ordøst for Hofstadkulverten, der utstrømmende vann over store deler av skjæringen var hovedproblemet. Derimot, i strekningen sør for kulverten har skumglasspølsene trolig hatt en marginal effekt og oppnådd skråningsstabilitet tilskrives den utførte plastringen”. Figur 29 viser etablering av skumglasspølsene.

Sfølger; ”drenspølser med skumglass HASOPOR har ført til bedret overflatestabilitet n

Page 34: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

33

Figur 29 Skumglasspølser brukt som skråningsdrenering [36]

ulike materialer som vist i figur 30. Temperaturprofiler er vist i figur 31.

For å sammenligne skumglass, brukt som frostisolasjonsmateriale ble det etablert forsøkstrekninger av

Figur 30 Forsøkstrekning med bruk av ulike materialer for frostisolasjon [36]

Page 35: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

34

Figur 31 Temperaturprofil, tre frostisolasjonsmaterialer [36] Som det framgår av figur 31 så har skumglass sammenlignbar isolasjonsevne med XPS for de benyttede tykkelser.

Page 36: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

35

9 Tverrprofilutforming Utformingen av vegens tverrprofil vil ha stor betydning for vegkonstruksjonens evne til å oppta trafikklaster. Spesielt vil vegens totale bredde, med innspenning fra skulder, og helning på skulder være viktige parametere. Kjørefeltenes bredde vil også påvirke kjøremønsteret. Ved smale veger vil spesielt tungtrafikk måtte kjøre langt ut mot skulderen i møtesituasjoner, noe som kan føre til deformasjoner av skulder med påfølgende oppsprekking av asfaltdekke. Store deler av det norske vegnettet (ca 90 % av det norske vegnettet [38]) består av tofeltsveger med totalt kjørefeltbreddpå 5-6 meter og skulderbredde < 0,5 meter. I en studie utført av Lerfald [37] er det foretatt en skadekartlegging i felt på tilfeldig utvalgte vegstrekninger av denne vegtypen. Her går det fr11 % av de registrerte strekninger har kantskader som i hovedsak hevdes å skyldes for smal skulder. Et eksempel på skade ved skulderkant er vist i figur 32.

e

am at

Figur 32 Skader ved skulderkant Aksnes [38] har gjennomført en studie av lastrespons og bæreevne ut mot skulderkant. Her ble betydningen av helning på skulder undersøkt. Det ble utført falloddsmålinger og platebelastningsforsøk i punkter og med helning på skulder som vist i figur 33. Relativ bæreevne etter falloddsmålinger er vist i figur 34 for de ulike skulderhelninger, mens permanente deformasjoner etter platebelastningsforsøk er vist i figur 35.

Page 37: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

36

[38]

Figur 33 Lokalisering av målepunkter og skulderhelninger [38]

Figur 34 Relativ bæreevne basert på falloddsmålinger

Page 38: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

37

Figur 35 Permanente deformasjoner etter platebelastning [38] Som det framgår av figurene 34 og 35 så er ”kanteffekten” redusert betraktelig når man kommer i

6 er

Figur 36 Manglende vedlikehold av fall på skulder [38]

en avstand av ca 1 meter fra skulderkant. Helningen på skulderen synes å ha liten betydning for resultatene. I [38] konkluderes det med at bredden på skulder bør være minimum 0,75 – 1,0 meter. Vedlikehold av tverrprofilutformingen vil også ha betydning for vegens bæreevne. I figur 3det vist prinsipielt hvordan manglende vedlikehold av fall på skulder kan forårsake sviktende bæreevne og skader ute ved skulder.

Page 39: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

38

10 Modeller for tilstandsutvikling og dimensjonering De fleste land har empiriske dimensjoneringssystemer for materialvalg og oppbygging lokale klimaforholdene er stort sett indirekte tatt hensyn til, men inngår i liten grad i selve dimensjoneringen. Det norske dimensjoneringssystemet er empirisk på den måten at tidligere erfaringer mvegbygging har blitt systematisert i et enkelt katalogsystem der en ut fra trafikkmgrunnforhold kan velge mellom noen aktuelle konstruksjoner som erfaringsmeresultater [1]. I en undersøkelse utført i Sverige [13] påpekes det at en fordel med å skille mellomsom skyldes trafikklaster og nedbrytning som skyldes miljøfaktorer (klima) er at fosom skyldes trafikk forefinnes en del modeller som gjør at vegen kan dimensjoneres for den forventede trafikkbelastning. Nedbrytning som skyldes miljøfaktorer har man imanalytiske metoder eller modeller for, bare noen metoder som kan vurdere om et vegbyggingsmaterial er bestandig eller ikke. I et nordisk prosjekt (NordFoU project – Pavement Performance Models) [31] har det

[30]. De

ed engde og

ssig har gitt gode

nedbrytning r nedbrytning

idlertid ikke

vegdekker. Viktige konklusjoner fra denne undersøkelsen er: • Tilstansutviklingsmodeller som er utviklet for et område kan ikke direkte overføres til

diske land benytter enkle tilstandsutviklingsmodeller som er basert på lineær

er.

innledningsvis vært arbeidet for å framskaffe en oversikt over tilstandsutviklingsmodeller for

andre. • En god tilstandsutviklingsmodell for vegdekker er pr. i dag ikke utviklet. • De fleste Nor

ekstrapolasjon av historiske data. De er ikke egnet til å beskrive tilstandsutviklingen over tid. Sverige og Danmark har noe mer avanserte modeller enn Norge i sine designsystem

Til tross for at det er utført et omfattende arbeide så hevdes det at det ikke er mulig å foreta nøyaktige og riktige prognoser for dekkelevetider. Dette hevdes å være vanskelig fordi det er så mange faktorer som påvirker nedbrytningen, noe som er visualisert i figur 37.

Page 40: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

39

odeller og

ne har enkle modeller

plementert en

modellene tar

Figur 37 Prinsippskisse som viser kompleksiteten av faktorer som påvirker nedbrytningen av et vegdekke [31]

Tre aktuelle modelltyper nevnes i [31]; empiriske modeller, mekanistisk-empiriske mstatistiske modeller. I NordFoU-prosjektet [31] er det videre gjennomført en kartlegging av bruken av tilstandsutviklingsmodeller i de Nordiske land. Denne viser at alle landesom var basert på lineære historiske data i sine systemer (PMS). Sverige og Danmark har implementert mer avanserte mekanistiske-empiriske modeller, mens Finland har imstatistisk nedbrytningsmodell i sine dimensjoneringssystemer. I tabell 8 er det gitt en beskrivelse av de nedbrytningsmodeller som benyttes og omi betraktning klimafaktorer.

Page 41: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

40

Tabell 8 Beskrivelse av nedbrytningsmodeller benyttet i de Nordiske land [31]

S Objekt 2000, som både kan benyttes til n I Sverige benyttes et program som heter PM ybygging

ng av eksisterende konstruksj for klimatiske perioder (vinter, teleløsning, som en modell for beregning av telehiv [1]. Implementering av eksisterende mekanistis kalibrering. Tilgang på data om materialer, klima, trafik sjoner er nødvendig. Hansson [32] har arbeidet med å utvikle mo ansport og varmetransport i en vegkonstruksjon lokalisert i et kaldt klima. Det er blant annet mulig å kunne tudere vanninfiltrasjon gjennom sprekker i asfalten. De simuleringer som var utført viste at små prekker kan føre til stor infiltrasjon av regnvann gjennom asfalten og videre ned i

og rehabiliteri oner. I dette programmet gis det inn datamer og høst). I tillegg has det i Sverige

ke-empiriske modeller krever omfattendek og data for eksisterende konstruk

deller og måleteknikker for å forstå fukttr

ssvegkonstruksjonen.

Page 42: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

41

11 Utbedrings-/forsterkningstiltak

11.1 Generelt Erfaringer fra tilstandsanalyser av veger [18], i Sverige og Finland, som i utgangspunktet ble

krevde totalrehabilitering, viste seg at alvorlig nedbrytning av elativt god literingstiltak

vurdert som totalt nedbrutt ogvegen utgjorde bare 30 % av strekningen, mens 70 % av strekningen fortsatt var i r

fekten av god tilstandsregistrering før rehabitilstand. Dette viser betydningen og efgjennomføres. I [18] er det gitt en kort beskrivelse av ”best practice” forsterkningsmetoder. Disse er kort omtalt i tabell 9. Tabell 9 ”Best practice” metoder omtalt i Roadex-prosjektet [18] Metode Anvendelse Overflatebehandling Benyttes som dekkevedlikehold på

lavtrafikkerte veger når begynnende

begynnende sprekker og hindrer vann å tidig som

overflaten har gode friksjonsegenskaper. t denne metoden er at

t værforhold.

nedbrytning observeres. Tetter

trenge ned i konstruksjonen sam

Et argument moden er følsom mh

Bitumenstabilisering Stabiliseringvegkonstruksjonen ved bruk av skumbitumen eller emmed denne meubundet materiale som

av øverste del av

ulsjon. En fordel toden er forsterkningen av

i mange tilfeller inneholder mye finstoff og er følsom for

strekninger i Norge, Sverige og Finland viste at metoden gav jevn vegoverflate og fungerte godt. Dersom vegen har smal skulder kan metoden gi oppsprekking og deformasjoner. Dårlig

il skader på

permanente deformasjoner. Test-

drenering kunne også føre tdet stabiliserte laget. Metoden bør ikke brukes på strekninger med ujevnt telehiv.

Stålarmering Metoden er mest benyttet til å forhinder langsgående sprekker i et asfaltdekke, men er også benyttet for å forsterke svake vegkonstruksjoner som ligger på myr. Stålnettet er enten plassert i asfaltdekket eller i ubundet bærelag. Erfaringene viser at metoden fungerer bra dersom installeringsprosedyrene følges nøye.

Page 43: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

42

På 90-tallet ble det i Norge gjennomført et prosjekt i Telemark, ”Asfaltutviklingsprosjektet i r o ålet med dette p eevnen og utvikle

funksjo m ker og ve e ressurser og kalde h e delprosjekter: 1. Planleggingsverktøy for forsterkning: 2. Laboratorieme3. Bindemiddelsystemer 4. Maskinteknisk utvikling Ut fra de utfordringer som inngår i INTERPlanleggingsverktøy for forsterkning. Ved utb nbenyttet georadar dersøke om dett er før tiltak. Dette viste seg å være en lovende msteinansamlinger som var av en slik størredypstabilisering. Oppgravingen som ble uriktig i de fleste tilfeller, se eksempel i fig

Telema k” [4]. H vedform rosjektet var å forbedre bærnelle og ri elige slitedek dlikeholdsmetoder, fortrinnsvis ved å bruke lokal

adde følgendteknikker. Prosjektet

toder

REG-prosjektet er det sett nærmere på:

edring ved bruk av dypstabiliserifor å un

g kan innholdet av stor stein skape problemer. Det ble e var en aktuell metode til å kartlegge store steinetode. På en strekning ble det lokalisert stein og

lse at det ville skapt problemer for en eventuell tført umiddelbart etter målingene bekreftet at det var

ur 38.

ålinger for identifikasjon av stein i bærelag, pilene viser Figur 38 Resultater etter georadarm

stein som ble funnet [4]

11.2

11.2.1 Erfaringer fra fylkene; NordlandStatens vegvesen har gjennom flere år hatt referanse-/forsøksstred str omfa sul d tgjennomgang av et utvalg av disse strekningene av strekningene fra Nordland, Nord-Trøndelag og Sør-Trøndelag. I tabell 10 er det satt opp en o ikt t jr ate p e

Asfalterte veger

, Nord- og Sør-Trøndelag kninger rundt om i Norge. På

issev re

versesult

ekningenetatene fra

er det gjennomført isse har imidlertid vær

attende registreringer og målinger. Systematiseringen noe mangelfull. I 2006 ble det gjennomført en

[2]. Registrerte data ble gjennomgått fra et utvalg

over forsne etter o

erkningstiltak som er gpfølgingen av tiltaken

ennomgått. Det er også gitt en kort vurdering av .

Page 44: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

43

Tabell 10 Sammenstilling av resultater etter forsterkning (oppdrag 202) [2] Fylke Ref. nr. Tiltak Resultater, kommentarer

SØR

-TR

ØN

DEL

AG

202-001 ing.

ed Dypfresing/ Bitumenstabiliser

Ingen målbar forbedring av bæreevne målt mDynaflect.

202-002 ing. sbjelke. Det er ikke

merkbare forskjeller mellom strekninger som er forsterket og de som ikke er det.

Dypfresing/ Bitumenstabiliser

Ingen målbar forbedring av bæreevne målt med Dynaflect og Benkelmann

202-003 Bærelag av penetrert pukk + dekke av oljegrus.

økning i bæreevne på hhv 1,2 og 2,9 tonn. Målinger med Dynaflect og Benkelmannsbjelke gav en

202-004 Bærelag av penetrert pukk.

En strekning forsterket med Pp (10 cm) mens andre ble forsterket med bærelag av knust grus (15 cm). Strekning med knust grus viser en helårs bæreevne på 10 tonn, mens strekningen med Pp har helårsbæreevne

har

på 8 tonn. Befaring tyder på at strekningen med Pp harbedre drenerende egenskaper. Strekningen med Pp også mindre spor og sprekkeskader.

202-005 Bærelag av Forsterkning med skumgrus og Ma 16 har fungert godt. skumgrus (Sg 22) (lagtykkelse før

Små variasjoner i bæreevne. Noen kantsprekker p.g.a. dårlig kantinnspenning. Gjennomsnittlig

lig komprimering var 6 cm).

helårsbæreevne er målt til 10,3 tonn. Gjennomsnittlastfordelingsevne på 2,47 (borprøver).

202-006 Bærelag av Helårsbæreevnen varierer en del over strekningen, oskumgrus (Sg 22) (lagtykkelse før

6 cm).

g ligger i størrelsesorden 6 – 12 tonn.

komprimering var

202-007 Åpen emulsjonsgrus. Etter skadekartlegging er det registrert få skader. De skader som er registrert er langsgående sprekker som

ierer noe, og ligger i hovedsak mellom 8

skyldes breddeutvidelse. Det angis også at grøfteskråningene er for bratte. Bæreevnen for strekningen varog 11 tonn.

202-008 Tett emulsjonsgrus. Sommerbæreevnen ligger rundt 8 tonn. 202-009 Bærelag av Gja. Sommerbæreevnen er målt flere ganger i 1994 og

varierte i snitt fra 9,3 til 13,3 tonn. Det er foretatt en vurdering av behovet for justering av målt bæreevne

følgende formel: BEKorri

avh. av temperaturen i dekket. Det er kommet fram til gert = BE * 1/(1,29 – 0,0145*T).

NO

RD

-TR

ØN

DE 32-63 mm, forkiling

av 16-22 mm).

7 år etter tiltak ert få skader på strekningen. LA

G 202-001 Bærelag av forkilt pukk (10 cm fraksjon

Helårsbæreevnen ligger over 11,5 tonn. er det registr

202-002 Bærelag av penetrert pukk (10 cm) fraksjon 32-63 mm, bindemiddel BE70R, mengde 2,8 kg/m2.

Bæreevnen (vår) i ytre spor varierer fra 12,3 til 20,0 tonn. Det er registrert få dekkeskader.

Page 45: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

44

NO

RD

LAN

D

202-019 Bitumenstabilisert bærelag (Ottadekke + grus stabilisert med emulsjon i tykkelse 10 cm).

Bæreevnemålinger viser raskt fall i bæreevne. Tilstandsregistrering viser også en forringelse. Spregistreres hjulspor og sprekker i ytre spor.

esielt

202-020 Bitumenstabilisert bærelag (Ottadekke

Bæreevnemålinger viser relativt lav bæreevne, i størrelsesorden 4 – 6 tonn på venstre side.

+ grus stabilisert med emulsjon i tykkelse 10 cm).

Tilstandsregistreringer viser rask forringelse av vegbanen, med krakeleringer og setninger som de dominerende skadetyper.

11.2.2 Bitumenstabilisering med fres Statens vegvesen har sammenfattet erfaringer som er gjort med bitumenstabilisering av bærelag med fres i flere fylker i Norge [7]. Denne metoden hevdes i utgangspunktet å være godt egnet til utbedring og forsterkning av mye av det lavtrafikkerte vegnettet i Norge. Metoden egner seg best der en har et dårlig og tynt dekke som kan freses sammen med bærelaget. Med denne teknikken kan en forbedre stabiliteten til bærelagsmassen og binde finstoffet slik at materialet blir mindre vannømfintlig. Ved utførelsen har værforholdene relativt stor betydning for resultatet. Det kan gjerne være lett regn ved selve fresingen, men det er en fordel med en god varmeperiode etter fresing. Tungt utstyr for kompaktering er viktig. To-trinns utførelse med tørrfresing og oppretting først, før en freser på nytt og tilsetter bindemiddel har gitt gode resultater der forholdene har ligget til rette for det.

tuelt i

• På veger med vannømfintlige bærelag, som er stabile utenom teleløsningsperioden og nedbørsrike perioder, er fresing/dypstabilisering spesielt aktuelt da bindemiddelet binder opp finstoff slik at vannømfintligheten reduseres.

• Når vegen har ustabilt bærelag også utenfor kritiske perioder er det aktuelt med fresing, ettin med

aterialer. Tiltaket gir også bidrag til styrkeindeksen i de tilfeller materialer lenger ned i vegkroppen er årsak til problemene.

ust materiale.

Bitumenstabilisering av bærelag med fres er en enkel metode for oppgradering av veger med

tgangsmaterialet, værforhold, etc vil være større variasjoner i resultatet enn ved produksjon i erk.

Bitumenstabiliseringen av bærelag med fres kan gjøres på flere måter [7]:

• På veger som har tilstrekkelig bæreevne fra før er fresing og anrikning av dekket akstedet for oppretting.

svakt bærelag. Det er imidlertid en "grov" metode hvor det på grunn av variasjoner iuv

tils g av pukk og dypstabilisering. Dette er aktuelt på steder med grusbærelagdårlig kornfordelingskurve og liten andel knuste m

Pukken som tilsettes bør ha en stor andel kn• Sement kan tilsettes på steder der det ikke har vært problemer med setninger eller tele.

Figurene 39, 40 og 41 viser prinsippskisser av noen aktuelle metoder for hvordan bitumenstabilisering av bærelag med fres kan utføres.

Page 46: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

45

Figur 39 Dekkefornying uten behov for forsterkning [7]

Figur 40 Bitumenstabilisering med fres på veg med behov for forsterkning [7]

• Stabili liten effekt. • Stabilisering med lite bindemiddel (mindre enn 3 %) har ikke vært vellykket og kan

betraktes som nesten bortkastet. an det være problemer med å få tilstrekkelig fordeling av bindemidlet.

er

Figur 41 Bitumenstabilisering med fres av gammelt dekke, bærelag og tilførte masser.

Utført på veg med behov for forsterkning [7] I [7] gis det følgende oppsummering av metoden:

• Metoden er best egnet der bærelaget er ustabilt og vannømfintlig (finstoffinnhold 8-20 %). sering av ensgradert sand og elvegrus med lite finstoff gir vanligvis

• I enkelte tilfeller kOfte er det så liten kohesjon i massen at det kan være problemer å få tatt ut borprøv(spesielt i starten når massen er fersk). Til tross for dette rapporteres det oftest at tilstandsutviklingen er god, men det kan være problemer med initialspor.

Page 47: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

46

• Grøfting før stabilisering har stor betydning for resultatet.

• Tilstandsutviklingen på veger hvor det er utført fresing med bitumenstabilisering bar forbedring i forhold til

tidligere.

• Det kan i mange tilfeller være vanskelig på forhånd å vurdere om en veg er egnet tilstabilisering eller ikke fordi en mangler tilstrekkelig dokumentasjon på lagoppbygging materialer (stor stein?) etc. Georadar kan ha et potensiale til å bli et nyttig redskap for dette.

rapporteres i de fleste tilfeller å være god, og en oppnår merk

• Med denne teknikken får en i tillegg til å oppgradere bærelaget også rettet opp profilet på vegen. En unngår å bygge opp vegen slik at den blir smalere eller at det oppstår behov for breddeutvidelse. Ofte vil dette være en metode som er godt egnet til utbedring og forsterkning av mye av det lavtrafikkerte vegnettet i Norge.

Berntsen [39] har sammenstilt effekter av bitumenstabilisering i Norge og resultatene fra dette arbeidet er vist i figur 42.

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

0 5 10 15 20 25

Levetid FØR forsterkning

Økt

leve

tid i

forh

old

til o

pprin

nelig

leve

tid

Bit.stab. 19

Bit.stab. 16/17

Bit.stab. 4/6

Bit.+ Gja

10 års levetid etter forst.

igur 42 Effekt av bitumenstabilisering i ulike fylker i Norge (4 = Hedemark, 6 = Buskerud, 16 = Sør-Trøndelag, 17 = Nord-Trøndelag og 19 = Troms) [39]

F

Page 48: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

47

11.3 Veger på myr I Roadex-prosjektet 18 slås det fast at mange veger i myrområder hadde problemer mujevnheter. Et annet problem som omtales er utvidelse av tverrprofilet med spordannelser, deformasjoner og oppsprekking. Munroe og MacCulloch [33] har i Roadex-prosjektet videre sett på hvordan forvaltning og utbedring av lavtrafikkerte veger på myr kan gjennomføres. Aktuelle undersøkelsesmeforkant av utbedringstiltak er vist i tabell 11 mens en standard rehabiliteringsmtabell 12 og figur 43. Tabell 11 Undersøkelsesmetoder når vegen ligger på myr [33]

[ ] ed

toder i etode er beskrevet i

Page 49: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

48

Tabell 12 Standard rehabiliteringsemetode [33]

yllmaterialer brukes som

Figur 43 Prinsippskisse ved rehabilitering på myr [33] Bruk av lette fyllmaterialer er også aktuelt. En metode der lette frstatning for eksisterende materialer er vist i tabell 13 og figur 44. e

Tabell 13 Bruk av lette fyllmaterialer ved rehabilitering av veger over myr [33]

Page 50: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

49

[33]

. På denne strekningen er det linger og støvbinding). Dette

på en grusveg. Etter oppfølging av e tiltak:

t

fler lignosulfonater kalt

tøvbinding ble utført ved bruk av kalsiumklorid og lignin. Det ble ikke observert forskjeller i bindingsevnene for de to materialer. Det ble heller ikke observert forskjeller i støvbindingsevnen. En generell metodikk for valg av støvbindingsmiddel savnes. Støvbindemiddel velges avhengig av grusslitelagets kornfordelingskurve, klima og transportavstand. Det er behov for utredning av miljøkonsekvensene ved bruk av de ulike midler.

ør støvbinding er det viktig at vegen har riktig utforming med bra tverrf

ig

anten. ruk av emulsjon til støvbinding er utført etter to metoder; Blekingemetoden (teoretisk livslengde ,5 år) og Gotlandsmetoden (krever hyppigere vedlikeholdstiltak). Blekingemetoden gir en hard

Figur 44 Prinsippskisse ved bruk av lette materialer ved rehabilitering av veg over myr

11.4 Grusveger I Sverige har VTI fulgt opp en vegstrekning med grusdekke [3]utført ulike drift og rehabiliteringstiltak (forsterkning, bæreevnemåkapitlet oppsummerer det som er beskrevet i [3]. Oppfølging av bæreevne I prosjektet er det sett på effekten av ulike forsterkningstiltakstrekningene med hensyn til bæreevne fåes følgende rangering av de ulik

1. Utbedring av grøfter og nytt bærelag. 2. Kun utbedring av grøfter. 3. Utbedring av grøfter og nytt bærelag med underliggende fiberduk (fiberduken kan i

enkelte tilfeller påvirke dreneringsforholdene negativt og eventuelt fungere som evannførende lag, spesielt dersom den ligger for høyt i konstruksjonen).

Oppfølging av grusslitelag Ved visuelle vurderinger ble det konstatert at beskaffenheten til grusslitelaget var avhengig av om:

• Vegstrekningen var rett eller lå i kurve (i kurve ble det ved befaring observert lav bundenhet. Mye løs grus og i valker mot vegkanten. Bærelaget var stedvis raskt synelig).

• Vegstrekningen var plan eller lå i stigning. • Vegens overbyggningsmateriale er grov- eller finkornig.

tøvbinding S

Det finnes e typer som kalsiumklorid (CaCl2), bitumenemulsjon, ulike vanligvis lignin) og magnesiumklorid (MgCl2). (

S

F all slik at avrenningen blir god. Øvrige faktorer som er av betydning er slitelagets kornfordeling, vanninnhold og overflatens hardhet. Støvbindingen utføres med fordel om våren når telen har gått tilstrekkeltilbake samtidig som dekket ikke har tørket opp for mye. Det er videre viktig at hele vegbredden støvbindes, helt ut på skulderkB7

Page 51: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

50

overflate som ikke kan høvles, mens Gotlandsmetoden gir en myk overflate som kan høvles.

forhold, men det foreligger liten erfaring. I tabell 14 er det vist en sammenstilling av tidig en oversikt over kostnader

åling av bæreevne

veger defineres vanligvis som vegens evne til å bære last uten at det r eller sprekker. Denne definisjonen av begrepet gjør at det er andre ger, enn veger med faste dekker, som bestemmer bæreevnen. På grusveger

masjoner være viktig. Videre vil stabiliteten av slitelaget være av stor gjennomført bæreevnemålinger med bruk av VTI`s store og ”målekule (mätkula)”. Prinsippet ved ”målekule-metoden”

ruller på vegoverflaten samtidig som de vertikale sinusformede astisitet. I tabell 15 er

ala fra 0-3, hvor 3 er meget

ke metoder for vurdering av bæreevne[3]

supplement til andre undersøkelser. DCP (Dynamic Cone bilitet i ubundne

Blekingemetoden angis å ikke være egnet i områder hvor man har store telehiv og omfattende teleskader, da den ikke kan høvles. Gotlandsmetoden vurderes imidlertid å kunne være aktuell under slikehvilke metoder som er best egnet ved ulike forhold. Det gis sam(1999-kroner) Tabell 14 Anvendelse av støvbindingsmaterialer [3]

MEtt delmål ved prosjektet var å vurdere ulike metoder for bestemmelse av bæreevnen på grusveger. Begrepet bæreevne foroppstår deformasjoneegenskaper på grusve

forvil permanente debetydning. I dette prosjektet er det

t falloddfallodd, to modeller av letjul er at et vibrerende stålh

aakseler sjonene registreres. Dette gir et mål på underlagets stivhet eller eldet vist en vurdering av de ulike metoders egnethet etter en skanvendelig og 0 er uegnet. T

abell 15 Evaluering av uli

Alle bæreevnemålinger er alltid etPenetrometer) er en metode som trolig er anvendbar for bestemmelse av sta

Page 52: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

51

bærelag. Den store fordelen med denne metoden er at materialegenskapene kan bestemmes uten

o u dersøkelse k som

st

ng av drenering og oppbygging.

ar vist svakheter.

r i

• Slaghull. • Støv. • Oppmyking av dekke. • Spordannelse. • Ujevnheter.

2. Defekter forårsaket av dårlig bæreevne: • Teleskader (oppmykning av overbyggningen). • Teleskader (sprekker og ujevne telehiv). • Sprekker i vegkant.

ed hver skadetype er det nødvendig å utføre en vurdering av årsaken til skaden.

et er viktig at nøye inspeksjoner av dreneringsforholdene i og omkring vegen gjennomføres. En urdering av dreneringsforholdene bør omfatte:

• Overbygningens drenering.

at det trengs å grave i vegen.

rF nForundersøkelser gjennomføres for å skaffe nødvendig informasjon for beslutning av tiltaskal gjennomføres. Forundersøkelsen av grusveger kan deles inn i fire delundersøkelser som vii figur 45.

Figur 45 Struktur for forundersøkelse av grusveger [3] Tilstandsvurderingen av vegen er et grunnlag for gjennomføriTilstandsvurderingen bør baseres på følgende deler:

1. Erfaringer om vegens historie, hvilke partier som tidligere h2. Besiktigelse av vegen. 3. Måling av bæreevne (stivhet).

Det er viktig at skadene kan karakteriseres på en slik måte at det er mulig å bestemme hvovegkroppen årsaken til skaden finnes:

1. Ytre defekter: • Løs grus.

V Dv

Page 53: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

52

• Op mming av grøfter (erosjon og fpde jellknauser). • Skader i skulderskråning.

Kartlegging av grøftenes avrenning mrådet, utløpsgrøfter. lstand til stikkrenner.

• Grunnvannsforholdene (vurdere avs unnvannsspeilet). urdering av undergrunnsmaterialet

• Vegens beliggenhet (skjæring eller fTopografi for omkringliggende terre

me vegkon t egenskaper til materialer i overbygning og u vegen er undersøkt, da det da foreligger et bra beslut kningspunkter. Aktuelle metoder for undersøkelse av mater

ve. • Finstoffinnhold (slemmeanalyse). • Mekaniske egenskaper (Los-Angele etc). • Vanninnhold. • Innhold av organisk materiale.

tatene fra forundersøkelsene delstrekninger. For hver delstrekning velge Forsterkningstiltak Forsterkningstiltak bør gjennomføres over e 6.

• fra vego• Ti

tand fra vegoverflaten til gr• V .

ylling). • ng.

Prøvetaking utføres for å bestem struksjonens oppbygging, lagtykkelser, sam

nderbygning. Denne bør utføres når hele ningsgrunnlag for å vurdere prøvetaialet i vegkonstruksjonen er:

• Kornfordelingskur

s-verdi, mølleverdi, flisighetsindeks,

Basert på resul klassifiseres vegens tilstand og deles inn i

s forsterkningsalternativ.

n periode på to år som vist i figur 4

igur 46 Gjennomføring av forsterkningstiltak [3]

e

F Det første året bør utbedring av drenering gjennomføres, det andre året utføres komplettforundersøkelser som grunnlag for endelig valg av forsterkningstiltak. I tabell 16 gis en beskrivelse av skader og mulige årsaker.

Page 54: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

53

Tabell 16 Skader og mulige årsaker [3] Skade Årsak Løs grus Feil sammensatt materiale eller dårlig

kompaktering av slitelag. Slaghull Ujevnheter i vegbanen, dårlig binding i

materialet. Forverres av vann. Støv Manglende støvbinding eller feilaktig

sammensatt slitelag. Oppmyking av dekkeoverflaten For mye vann i et for finkornig materiale.

Kan også skyldes for dårlig drenering og

avrenning fra vegoverflaten. Hele for svak. overbygningen kan også være

V ktig sammensatt materiale, ofte overskudd av sandfraksjonen og mangel på finstoff. Trafikken er årsaken til

askebrett (korrugering) Feila

fenomenet og opptrer der trafikken bremser eller akselerer. Forverres når overflaten er våt.

Spordannelse Den tunge trafikken omlagrer materialet i overbygningen eller undergrunnen. Forverres ved høy fuktighet i vegkroppen, spesielt under teleløsningen. Aktuelle årsaker er feilaktig sammensatt overbygningsmaterial og/eller feil lagtykkelser. Kan også skyldes utilstrekkelig kompaktering.

Ujevnheter Skyldes vanligvis teleaktivitet, spesielt ved stikkrenner (og andre partier med ujevnt telehiv). Årsaken finnes ofte lenger ned i konstruksjonen. Andre årsaker kan være setninger i over- eller underbygning, vegkant utglidninger, etc.

Dreneringstiltak

ør forsterkning er det viktig at det gjennomføres grøfting og justering av stikkrenner. røftedybden bør være minimum 0,8 meter under vegkant. I skjæringer kan det være nødvendig ed dypere grøfter. Grøftedybden vil være avhengig av terrengets topografi, undergrunnens

renerende egenskaper og vil også variere avhengig av de lokale klimatiske forhold. egkanten må ikke være tett slik at vannet stenges inn i vegkroppen (finkornig materiale må ernes ved grøfterensk). Kanter på skulderen må fjernes slik at vannet kan renne direkte ned i røften på tvers av vegen og ikke renne langs vegen.

FGmdVfjg

Page 55: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

54

12 Oppsummering

strekni pografi, fuktighetsnivå, temperaturforhold,

En veg itet er

gjelder tige

viktig å

• kkelig innspenning. En

• å anbefale:

En veg

o For

temper

En veg er en kompleks konstruksjon som kan ha store variasjoner i egenskaper over korte nger. Videre vil variasjoner i undergrunn, to

alle være forhold som virker inn på vegens funksjonalitet. vil brytes ned over tid og det vil være nødvendig med tiltak når vegens funksjonal

for lav. Basert på denne litteraturundersøkelsen kan følgende hovedpunkter framheves når det forsterkning av en eksisterende veg:

• En grundig forundersøkelse vil være viktig for å sette inn de riktige tiltak på de riksteder.

• Vann tilstede i en vegkonstruksjon vil bidra til en rask nedbrytning. Det er derforha en god og velfungerende drenering. For å unngå kantskader er det nødvendig at vegen har tilstreoptimal skulderbredde synes å være 0,75-1,0 meter. Ved gjennomføring av en oppgradering synes følgende prosedyre

I. Tilstandsregistrering II. Dreneringstiltak

III. Utvelgelse av strekninger som har behov for forsterkning IV. Gjennomføre forsterkningstiltak

konstruksjon har relativt lang levetid og det er derfor av stor viktighet at det ved planlegging og dimensjonering av både vedlikeholdsarbeider og nybygging i større grad gjenn mføres en vurdering av materialbruken basert på funksjonsegenskaper til materialene. et asfaltdekke på en lavtrafikkert veg vil viktige funksjonsegenskaper trolig være; god stabilitet ved høye temperaturer (motstand mot deformasjon), motstand mot oppsprekking ved lave

aturer, bestandighet mot vannpåkjenning, friksjon og fleksibilitet ved variasjoner i bæreevne og ujevne telehiv.

Page 56: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

55

13 Re[1] materialer. State of

[2] ta fra et utvalg av

[3] ding.

[ ]er

o, desember 2005.

. Oslo, mars 1996.

lag med fres – Erfaringsinnsamling. Oslo, oktober 2002. Vehicles

[9] osmodell för kande

81. onal Variation

ade belastningar i

ce dressing wearing course."

CEEDINGS.

[15] ffects on the predicted , 133(1), 47-56.

[16] erioration models for mild NTS,

SPHALT PAVEMENTS . PROCEEDINGS. Copenhagen, Denmark.

] Nordal, R. S. (1989). "Grusvegar." Undervisningsnotat, Institutt for veg og jernbanebygging, NTNU, Trondheim.

8] Road Condition Management in the Northern Periphery, Roadex sub project A, Extended summary and conclusions.

] Saara Aho, Timo Saarenketo MANAGING DRAINAGE ON LOW VOLUME ROADS, Executive Summary, ROADEX, April 2006.

feranser SINTEF Rapport SBF IN A07014 Klimapåvirkning av vegbyggingsthe art studie. Trondheim, desember 2007. SINTEF Rapport SBF53 A06006 Gjennomgang og oppsummering av daStatens vegvesen sine referanse-/forsøksstrekninger. Trondheim, september 2006 VTI notat 7-1999 Förstärkning grusväger. Prov på väg 671 i Jämtland – Förstärkning, bärighetsmätning och dammbin

[4] Statens vegvesen, Vegdirektoratet. Publikasjon nr. 92. Asfaltutviklingsprosjektet i Telemark. Oslo, desember 1998. Statens vegv5 esen, Vegdirektoratet. Internrapport nr. 2421. Gjenbruksprosjektet, Prosjektrapport nr. 8: Feltforsøk med ubundet asfaltgranulat. Avsluttende undersøkelspå forsøksstrekningene på Fornebu. Osl

[6] Statens vegvesen, Veglaboratoriet. Laboratorieserien, rapport nr. 75. Samarbeidsprosjekt:Kald gjenbruk som slitedekke, erfaringer 1995

[7] Statens vegvesen, Veglaboratoriet. Laboratorieserien, rapport nr. 117. Bitumenstabilisering av bære

[8] Munro, R. og MacCulloch, F., Tyre Pressure Control on Timber HaulageSome observations on a trial in Highland, Scotland, ROADEX III. Jacobson, T., og Wågberg, L. G.. "Utveckling och uppgradering av prognbeläggningsslitage från dubbade däck samt en kunskapsöversikt över inverfaktorer." VTI-notat 7-2007.

[10] Hudson, W. R. og Flanagan, P. R. (1987). "EXAMINATION OF ENVIRONMENTAL VERSUS LOAD EFFECTS ON PAVEMENTS." 0361-19

[11] Matter, N. S. og Farouki, O. T. "Detailed Study on the Climatic and SeasEffects on Pavements in Northern Ireland". Bearing Capacity of Road and Airfields, Minneapolis, MN, USA, 721-732.

[12] VTI. (2004). "Asfaltdekkers bestandighet". NI 03014, VTI 60761., Väg- och transportforskningsinstitutet.

[13] Kalman, B., Hassan, H., Said, S., and Waldemerson, A. (2005). "Beständighet hos asfaltbeläggningar. Utmattning av asfaltlager som utsätts för upprepnärvaro av vatten". VTI notat 9-2005.

[14] Erlingsson, S., Bjarnason, G. og Thorisson, V. "Seasonal variation of moisture and bearing capacity in roads with a thin surfaINTERNATIONAL SOCIETY FOR ASPHALT PAVEMENTS, NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ASPHALT PAVEMENTS . PROCopenhagen, Denmark Zuo, G., Drumm, E. C. og Meier, R. W. (2007). "Environmental eservice life of flexible pavements." Journal of Transportation EngineeringLoizos, A., Roberts, J. og Crank, S. "Asphalt pavement detclimatic conditions." INTERNATIONAL SOCIETY FOR ASPHALT PAVEMENINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON A

[17

[1

[19

Page 57: INNHOLDSFORTEGNELSE - SINTEF...Som det framgår av figur 4 så er det antall vinterdøgn som er den klimatiske faktoren. I tillegg angis det om vegen er saltet. En saltet veg vil gi

56

[20] Doré, G., Drouin, P., Pierre, P., Desrochers, P., and Ullidtz, P. "Estimation of the Relationship of Flexible Pavement Deterioration to Traffic and Weather in Canada." 10th International Conference on Asphalt Pavements, Quebec, Canada.

[21] Uthus, L. (2007). "Deformation Properties of Unbound Granular Aggregates," PhD, Norwegian University of Science and Technology, NTNU, Trondheim.

[22] Dawson, A. R. "Implications of granular material characteristics on the response of different pavement construction." Modelling and advanced testing for unbound granular materials, Lisbon, pp 221-226.

[23] Odermatt, N. (2000). "Permanent Deformations in Fine-Grained Subgrade Materials - Triaxial and Accelrated Pavement Tests," Licentiate thesis, Royal Institute of Technology, Stockholm.

[24] Berntsen, G. (1993). "Reduksjon av bæreevnen under teleløsningen." Dr.ing., Norges Tekniske Høgskole, NTH, Trondheim.

[25] Hermansson, Å. (2002). "Modeling of Frost Heave and Surface Temperatures in Roads." PhD, Luleå University of Technology, Luleå.

[26] Simonsen, E. (1999). "On Thaw Weakening of Pavement Structures." PhD, Royal Institute of Technology, Stockholm.

[27] Statens vegvesen. (2005). "Håndbok 018 Vegbygging." Vegdirektoratet. [28] Kameyama, S., Kasahara, A., Kato, M., Kawamura, A., and Himenno, K. "Effects of frost

heave on the longitudinal profile of asphalt pavements in cold regions." INTERNATIONAL SOCIETY FOR ASPHALT PAVEMENTS, NINTH INTERNATIONAL CONFERENCE ON ASPHALT PAVEMENTS . PROCEEDINGS.

[29] Statens vegvesen (1993). "Vegbrukers reduserte transportkostnader ved opphevelse av telerestriksjoner." Vegdirektoratet, Publikasjon nr. 70.

[30] COST 333. (1997). "Climatic Effects in Bituminous Pavement Design." [31] Saba, R. G. (2006). "Perfomance Prediction Models for Flexible Pavements: A state-of-

the-art Report." Statens vegvesen Teknologirapport 2477. [32] Hanson, K. (2005). "Water and Heat Transport in Road Structures. Development of

Mechanistic Models.," Uppsala Universitet. [33] Munro, R. og MacCulloch, F. MANAGING PEAT RELATED PROBLEMS ON LOW

VOLUME ROADS, Executive Summary, ROADEX III. July 2006. [34] Dawson, Andrew (2008); “. COST Action No. 351. October 2008. [35] Wiman, L. (2001); “Acecelerated Load Testing of pavements, HVS-Nordic Tests in

Sweden 1999”. VTI-rapport 477A-2001. [36] Statens vegvesen, Vegdirektoratet. Internrapport nr. 2423. Gjenbruksprosjektet,

Prosjektrapport nr. 12: Gjenbruksvegen E6 Melhus. Oslo, september 2006. [37] Lerfald, B.O.; “A study of Ageing and Degradation of Asphalt Pavements on Low Volume

Roads”. Doktoringeniøravhandling 2000:49, NTNU Trondheim. [38] Aksnes, J.; ”A Study of Load Responses towards the Pavement Edge”.

Doktoringeniøravhandling 2002:118, NTNU Trondheim. [39] Berntsen, G.; “In-situ bitumenstabilisering. Effekt av ulike forsterkningstiltak.”

Presentasjon fra NVF seminar i København i 2006.